线路防雷技术在输电线路设计中的应用黄长祥

线路防雷技术在输电线路设计中的应用黄长祥

黄长祥

（广州鸿海海洋专用设备有限公司广东省广州市510000）

摘要：随着经济和电力行业的快速发展，电力已经是人类生产生活离不开的一种能源，而输电线路在电力能源输送中起着重要的作用，是电网组成的重要一部分，输电线路的安全直接影响着整个电力系统，甚至影响国泰民安。输电线路所输送电压越高，电线塔杆的高度就越高，线路尺寸就越大，这都使得输电线路非常容易遭受雷击的危害，近些年由于一些自然和人为的因素，我们在输电线路上的损失可以说非常之大，严重影响了各地的经济发展，所以已经越来越多的人关注到线路的防雷技术，在输电线路设计中应用防雷技术可以有效的减少输电线路遭受雷击的概率，增加输电线路的安全性和稳定性。

关键词：防雷技术；输电线路；设计；应用

引言

雷电对于输电线路的影响主要有两个方面：首先如果杆塔受到雷击，自身就会存在电流，电线和杆塔中的输电设备就会受到影响，甚至会引发电线燃烧，设备爆炸的严重问题。过强的电流也会影响设备的修复功能，而解决措施是要更换线路设备，不仅维修难度大，而且还会造成很高的维修成本。其次，输电线路受到雷电的影响，会发生过电压的情况，线路和设备难以承受过高电压，绝缘性能受到损害，继电保护器就会发生跳闸，一方面会造成大范围停电，造成巨大的经济损失，另一方面对于人身安全也会产生很大的危害。所以，对于输电线路的防雷工作一定要提高重视，确保电力系统输电的安全和稳定。

1雷电对于输电线路的危害

雷电现象是生活中常见的自然现象，一般发生在容易下雨的季节，所以在夏季最容易发生雷电事故。雷电现象的发生随着地理位置的变化出现频率也会不一样，在赤道附近最容易发生雷电现象，然后发生的频率向南北极处递减。大多数人知道的常识是，雷电现象容易发生在高层建筑上或是带有尖端的建筑物上，其实输电线路也经常受到雷电现象的破坏。雷电对于输电线路的危害主要体现在三个方面。首先是雷电现象发生时，伴有严重的高热效应，所以当雷电击打在输电线路上时，会瞬间产生数值非常大的电流甚至可达数十万，这样高的电流值会使得输电线路的温度上升到一个很高的数值，当达到金属融化点时，输电线路中的金属导线就会融化，甚至引发输电线路杆塔的倒塌，这对于输电线路的危害显然是致命的，直接导致电力系统瘫痪。第二个方面就是来自于雷电现象的高压效应，雷电的电压值可以达到十万伏特以上，当雷电击发生在输电线路时，如此高的电压可以直接使得输电线路发生短路、跳闸甚至烧坏变压器，对于电气设备和金属导线的伤害都是非常巨大的，严重的情况就是引起火灾，造成人身安全和财产安全的巨大损失。除此之外就是雷电现象发生时伴随的电磁感应现象，这些电磁感应会使得输电线路形成电磁场，间接导致输电线路的电流增大，和高热效应的危害结合在一起，对输电线路的危害更是大大提高，甚至被损坏的输电线路都无法修复。因此，在输电线路中应用防雷技术可以说是非常有必要的。

2输电线路设计中防雷技术的应用

2.1选择合理的输电线路

经过多年对雷击现象的研究，我们发现雷击现象主要是受到环境因素、地理因素、气候因素的影响。在一些高山、倾斜的山坡、山谷地区本身就非常发生雷击的现象，所以输电线路在选择时要尽可能的避开这些区域，这样才能减少雷击事故发生的概率。同时经过调查研究显示，在土壤电阻率比较低或是土壤电阻率发生突变的地点也非常容易发生雷击现象，相似的还有地下水位比较高的地区和地下矿物质含量丰富的地区。总而言之，由于地区环境差异而产生易发生雷击事故的现象，可以通过选择合理的输电线路来避免。

2.2科学合理的安装避雷设备

输电线路的设计受到很多因素的影响，在实际建设中很难完全避免不受到雷电的影响，这就需要对输电线路进行避雷设备的安装。在安装避雷设备时，首先要按照避雷线，当前输电线路中的避雷线可以有效的防止线路受到雷电影响，在受到雷击后能够起到很好的分流作用，而且屏蔽能力出色，因此在输电线路防雷中得到了广泛的应用。输电线路通过安装避雷线，也加强了绝缘子的抗雷能力，而且由于避雷线和导线的耦合关系，杆塔的防雷能力也大幅度提高，因此防雷线对于输电线路的防雷起到了重要的作用。防雷线在设计安装时，要根据输电系统的电压情况而定，35kV及以下的输电线路不用安装避雷线，而110kV-220kV之间就需在安装避雷线，而且如果电压在220kV以上，则需要安装双避雷线，以确保输电线路的避雷性能。其次是安装负角保护针，负角保护针位置在杆塔最顶端，在受到雷击时，负角保护针承担了巨大部分的电压，减少了雷电对于杆塔的贯穿，也降低了绕击现象发生。最后是安装可控避雷针，杆塔受到雷击时，可控避雷针就会起到反射作用，针头部位就会出现强磁场效应，从而达到脉冲放电效果。对于可控避雷针的安装设计，要结合支架、接地设备等进行综合考虑。

2.3科学搭设避雷线

在输电线路设计中，搭设避雷线是较为常用的一种防雷技术，具有分流、屏蔽等作用，防雷效果相对较好。通常情况下，避雷线多应用于电压等级在200kV以上的输电线路中，当输电线路电压超过500kV时，则需要搭设两条避雷线，用以增强输电线路保护能力，减少雷击故障的发生。与此同时，在搭设避雷线的过程中，避雷线的保护范围通常用保护角表示（避雷线与外侧导线间连线、垂直线的夹角）。在输电线路的设计过程中，为保证避雷线保护作用的充分发挥，应根据实际情况科学确定保护角。一般情况下，在搭设双避雷线时，其保护角应尽量控制在20°左右；在山区多雷区域，尽量将保护角设计为负保护角；在220～330kV线路设计中，应将保护角控制在20°～30°之间。

2.4线路防雷技术在自动合闸系统中的应用

自动合闸技术在线路防雷技术中的有效应用，主要采用自动合闸系统，可将雷击损失降至最低，为电力企业的健康可持续发展创作良好条件。输电线路设计中，应用自动合闸系统，能够加强线路的安全防护。在雷电过程中，实现设定的合闸系统，能够对线路进行自动合闸的保护，以规避雷电对易损害线路位置的不良影响。随着我国线路防雷技术的快速发展，自动合闸技术的防雷效果逐渐增强，且能够充分发挥对输电线路的保护作用，将输电线路雷击损失降至最低。由此可见，我国相关部门人员有必要加强线路防雷技术在自动合闸系统中应用问题的研究分析，以推进输电线路安全设计工作的深入开展。

结束语

综上所述，电力系统的安全和稳定运行对于我国国民经济的发展和城市化建设具有重要的意义。而电力系统中的输电线路是重要的组成部分，输电线路的安全也直接关系到电力能源的供应。电力企业在进行输电线路设计时，要对于输电线路引发雷电的影响因素进行全面的考虑，并采取有效的防雷技术和措施，确保输电线路免受雷电的影响，能够正常运行，进而推动电力系统整体的稳定，从而推动我国电力行业的快速发展，其电力行业成为我国可持续发展的重要支持。

参考文献：

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